(57)【要約】  本発明は、磁性材料を分割した際に生じる欠片の落下を防止し、良好な歩留まりを得る電動機の回転子の製造方法を提供する。ロータコア（２０）と、ロータコア（２０）の内部に収容される複数の永久磁石（３０）と、を備える電動機の回転子（１）の製造方法（Ｓ１）であって、直方体形状の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となる強さの磁場を長手方向に印加して永久磁石（３０）を作製する仮着磁工程（Ｓ１０）と、仮着磁工程（Ｓ１０）で作製した永久磁石（３０）を長手方向に分割する分割工程（Ｓ２０）と、分割工程（Ｓ２０）で分割した永久磁石（３０）をその吸引力により一体的に結合した状態でロータコア（２０）の内部に収容する収容工程（Ｓ３０）と、収容工程（Ｓ３０）でロータコア（２０）の内部に収容した永久磁石（３０）に対して、飽和磁化となる強さの磁場を長手方向とは異なる方向に印加する本着磁工程（Ｓ５０）と、を具備する。
2011061806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼板を積層してなるロータコアと、
前記ロータコアの内部に収容される複数の永久磁石と、
を備える電動機の回転子の製造方法であって、
直方体形状の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となる強さの磁場を長手方向に印加して前記永久磁石を作製する仮着磁工程と、
前記仮着磁工程で作製した永久磁石を長手方向に分割する分割工程と、
前記分割工程で分割した永久磁石をその吸引力により一体的に結合した状態で前記ロータコアの内部に収容する収容工程と、
前記収容工程で前記ロータコアの内部に収容した永久磁石に対して、飽和磁化となる強さの磁場を長手方向とは異なる方向に印加する本着磁工程と、
を具備する電動機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転子の製造方法に関し、特に永久磁石を回転子に取り付ける技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の鋼板を積層してロータコアを成形した後、当該ロータコアに形成された孔にフェライト等の磁性材料を収容し、当該磁性材料を着磁によって永久磁石とすることにより電動機の回転子を製造する方法が知られている。【０００３】
上記のような電動機の回転子においては、永久磁石を複数個に分割した状態で回転子に収容することで、永久磁石に発生する渦電流を低減する技術が特許文献１に開示されている。
上記のように永久磁石を複数個に分割する技術としては、着磁前の磁性材料の状態で、表面に溝を設け、当該溝に沿って折り曲げることにより分割する技術が特許文献２に開示されている。【０００４】
しかしながら、磁性材料を折り曲げて分割する際には、分割箇所から磁性材料の欠片が落下する。そのため、歩留まりが悪化するばかりか、落下した欠片が回転子に入り込んで悪影響を及ぼすおそれがある。
また、磁性材料を切断刃等を用いて分割する場合には、その取り代の分だけ歩留まりが悪化するという点で不利である。
【特許文献１】特開２００７−３００７５４号公報
【特許文献２】特開平７−４０２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、磁性材料を分割した際に生じる欠片の落下を防止し、良好な歩留まりを得る電動機の回転子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機の回転子の製造方法は、複数の鋼板を積層してなるロータコアと、前記ロータコアの内部に収容される複数の永久磁石と、を備える電動機の回転子の製造方法であって、直方体形状の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となる強さの磁場を長手方向に印加して前記永久磁石を作製する仮着磁工程と、前記仮着磁工程で作製した永久磁石を長手方向に分割する分割工程と、前記分割工程で分割した永久磁石をその吸引力により一体的に結合した状態で前記ロータコアの内部に収容する収容工程と、前記収容工程で前記ロータコアの内部に収容した永久磁石に対して、飽和磁化となる強さの磁場を長手方向とは異なる方向に印加する本着磁工程と、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、磁性材料を分割する際に生じる欠片の落下を防止できると共に、電動機の回転子を製造する際の歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る回転子を示す斜視図。
【図２】本発明に係る回転子の軸方向断面図。
【図３】本発明に係る回転子の製造方法を示すフローチャート。
【図４】永久磁石の着磁を示す図。
【図５】永久磁石の分割、及び結合を示す図。
【図６】永久磁石のロータコアへの収容を示す図。
【図７】ロータコアに収容された永久磁石を示す図。
【図８】ロータコアに収容された永久磁石の磁極を示す図。
【符号の説明】
【０００９】
１      ロータ
１０    シャフト
２０    ロータコア
２１    収容孔対
２１ａ  収容孔
３０    永久磁石
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、図１〜図２を参照して、ロータ１について説明する。
ロータ１は、適宜の固定子（ステータ）と共に電動機（モータ）を構成する永久磁石型の回転子である。【００１１】
図１に示すように、ロータ１は、シャフト１０と、ロータコア２０と、複数の永久磁石３０・３０・・・とを具備する。【００１２】
シャフト１０は、ロータ１の回転を外部に伝える回転軸である。【００１３】
ロータコア２０は、複数の円盤状の鋼板が積層されて成形された略円柱状の部材である。ロータコア２０は、シャフト１０が貫通した状態でシャフト１０と同心的に固定され、シャフト１０と一体的に回転可能となっている。【００１４】
また、図２に示すように、ロータコア２０には、複数の収容孔対２１・２１・・・が設けられている。
収容孔対２１は、互いに隣接する一対の収容孔２１ａ・２１ａからなり、ロータコア２０の周方向において互いに同一の位相差をもって複数設けられ、ロータコア２０の外周面近傍に配置されている。【００１５】
収容孔２１ａは、ロータコア２０に永久磁石３０を収容するための孔である。収容孔２１ａは、ロータコア２０の外周に沿って複数設けられており、二つの収容孔２１ａがロータコア２０の周方向に沿って互いに隣接して配置されることで収容孔対２１が構成されている。収容孔２１ａは、ロータコア２０の軸方向から見て、三組の対辺が平行、かつ楕円に内接する六角形状、換言すれば、正六角形を一方向に延出した形状に形成され、当該形状を保持した状態でロータコア２０の軸方向における一端面から他端面にかけてロータコア２０を貫通するように設けられている。
収容孔対２１をなす一対の収容孔２１ａ・２１ａは、ロータコア２０の軸方向から見て、一方の収容孔２１ａの延出方向における両端部を結ぶ直線と、他方の収容孔２１ａの延出方向における両端部を結ぶ直線とがなす角度がロータコア２０の径方向外側に向けて鈍角を形成するように配置されている。つまり、一方の収容孔２１ａの延出方向における他方の収容孔２１ａに近い側の端部、及び他方の収容孔２１ａの延出方向における一方の収容孔２１ａに近い側の端部が一方の収容孔２１ａの延出方向における他方の収容孔２１ａから遠い側の端部、及び他方の収容孔２１ａの延出方向における一方の収容孔２１ａから遠い側の端部よりもロータコア２０の径方向における内側に位置するように、ロータコア２０の周方向に対して傾斜するように配置されている。【００１６】
永久磁石３０は、フェライト等の磁性材料が磁化されたものである。永久磁石３０は、直方体形状に形成され、ロータコア２０の軸方向に沿って一定の大きさで複数に分割された状態で収容孔２１ａに収容されている。永久磁石３０は、収容孔２１ａに収容した際に、ロータコア２０の軸方向における永久磁石３０の両端面とロータコア２０の両端面とが略一致し、更に永久磁石３０と収容孔２１ａとの間に形成される隙間が最小となるような大きさに設定されている。詳細には、永久磁石３０は、ロータコア２０の軸方向から見て、収容孔２１ａの互いに対向する一組の長辺に連続する収容孔２１ａの側面に、永久磁石３０の長辺に連続する永久磁石３０の側面が略一致した状態で当接するように構成されている。
また、永久磁石３０と収容孔２１ａとの間に形成された隙間には、例えば、熱硬化型のエポキシ系の接着剤が充填され、硬化することにより、永久磁石３０が収容孔２１ａに固定されている。【００１７】
以下では、図３〜図８を参照して、ロータ１を製造する製造工程Ｓ１について説明する。【００１８】
図３に示すように、製造工程Ｓ１は、仮着磁工程Ｓ１０、分割工程Ｓ２０、収容工程Ｓ３０、接着工程Ｓ４０、及び本着磁工程Ｓ５０を具備する。【００１９】
仮着磁工程Ｓ１０は、直方体形状のフェライト等の磁性材料に対して比較的弱く着磁を行い、比較的弱い磁力を有する永久磁石３０を作製する工程である。
なお、以下においては、永久磁石３０の長手方向（図４における矢印ｈで示す方向）を「高さ方向」、永久磁石３０の最小面積を有する面における長辺に沿った方向（図４における矢印ｗで示す方向）を「幅方向」、永久磁石３０の最小面積を有する面における短辺に沿った方向（図４における矢印ｔで示す方向）を「厚み方向」として説明する。
図４に示すように、仮着磁工程Ｓ１０においては、直方体形状のフェライト等の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となるような比較的弱い磁場を高さ方向に印加することで永久磁石３０を作製する。【００２０】
分割工程Ｓ２０は、仮着磁工程Ｓ１０で作製した永久磁石３０を複数に分割する工程である。
図５に示すように、分割工程Ｓ２０においては、永久磁石３０に発生する渦電流を低減するために、永久磁石３０を高さ方向に一定の大きさで複数に分割した後、それらを再び一つに結合する。
この時、仮着磁工程Ｓ１０における着磁により、永久磁石３０には吸引力が発生しているため、接着剤等を使用することなく、分割した永久磁石３０を容易に結合することができる。更に、永久磁石３０の分割時に生じた永久磁石３０の欠片にも同様に吸引力が発生しているため、当該欠片が落下することなく永久磁石３０を結合することができると共に、歩留まりを向上することができる。
なお、本工程における永久磁石３０の分割方法は、限定するものではないが、永久磁石３０の表面に溝を設け、当該溝に沿って折り曲げることにより分割する等、分割時の取り代が少なく、良好な歩留まりを得ることができると共に、分割工程Ｓ２０に要する時間及びコストを低減できる方法が好ましい。
また、本工程における永久磁石３０の分割数は、限定するものではない。永久磁石３０の分割数が増加するに従って、永久磁石３０に発生する渦電流をより低減することができるが、分割に要する時間も増加するため、永久磁石３０の分割数は、予め実験等により求められた最適な数が設定される。
また、仮着磁工程Ｓ１０における着磁は、本工程における永久磁石３０の分割時に永久磁石３０の欠片が落下せず、分割した永久磁石３０を一つに結合した時に永久磁石３０が分離しない程度の吸引力を有するように行われればよい。【００２１】
収容工程Ｓ３０は、分割工程Ｓ２０で分割した永久磁石３０をロータコア２０の収容孔２１ａに収容する工程である。
図６に示すように、収容工程Ｓ３０においては、ロータコア２０の軸方向と永久磁石３０の高さ方向とを一致させた状態で、収容治具４０を用いて永久磁石３０をロータコア２０の収容孔２１ａに収容する。
収容治具４０は、永久磁石３０を容易に収容孔２１ａに収容するための板状の治具である。収容治具４０の一端面には、永久磁石３０を高さ方向から見た時の形状に略一致する開口が設けられており、当該開口は、収容治具４０の他端面に向けて徐々に拡張するように、収容治具４０の一端面から他端面にかけて形成されている。【００２２】
永久磁石３０を収容孔２１ａに収容する際には、収容治具４０の一端面における開口と、ロータコア２０の上面（図６におけるロータコア２０の上端面）における収容孔２１ａとを対向させて、収容治具４０の開口とロータコア２０の収容孔２１ａとが連通するように、収容治具４０をロータコア２０の上面に設置し、収容治具４０の他端面における開口から永久磁石３０を挿入する。
そして、図７に示すように、ロータコア２０の軸方向から見て、収容孔２１ａの互いに対向する一組の長辺に連続する収容孔２１ａの側面に、永久磁石３０の厚み方向における両端面が当接し、ロータコア２０の軸方向における両端面と、永久磁石３０の高さ方向における両端面とが略一致するように永久磁石３０を収容孔２１ａに収容する。
この時、前述のように、仮着磁工程Ｓ１０における着磁により、永久磁石３０には吸引力が発生しているため、接着剤等を使用することなく、分割した永久磁石３０を結合した状態で容易に収容孔２１ａに収容することができる。したがって、ロータ１の製造コストを低減することができると共に、ロータ１の製造時間を短縮することができる。【００２３】
接着工程Ｓ４０は、収容工程Ｓ３０でロータコア２０の収容孔２１ａに収容した永久磁石３０をロータコア２０と接着する工程である。
接着工程Ｓ４０においては、永久磁石３０が収容孔２１ａに収容された状態で、永久磁石３０と収容孔２１ａとの間に形成された隙間に接着剤を充填し、硬化させることにより、永久磁石３０を収容孔２１ａに固定する。
なお、本工程において使用する接着剤は、限定するものではなく、熱硬化型のエポキシ系の接着剤等、ロータ１を使用する際に永久磁石３０が収容孔２１ａに固定され、収容孔２１ａから脱落する等の問題が生じないものであればよい。【００２４】
本着磁工程Ｓ５０は、接着工程Ｓ４０でロータコア２０と接着した永久磁石３０に対して着磁を行う工程である。
図８に示すように、本着磁工程Ｓ５０においては、ロータコア２０の収容孔２１ａに収容された永久磁石３０に対して、飽和磁化となる強さの磁場を、永久磁石３０の長手方向（高さ方向）とは異なる方向である厚み方向に印加する。
ただし、本工程における着磁は、一つの収容孔対２１をなす一対の収容孔２１ａ・２１ａの磁極がそれぞれロータコア２０の径方向における内側（以下、単に「内側」と記す。）で同一、かつロータコア２０の径方向における外側（以下、単に「外側」と記す。）で同一となるように行われる。つまり、一つの収容孔対２１において、一方の収容孔２１ａにおける外側の磁極がＮ極の場合、他方の収容孔２１ａにおける外側の磁極もＮ極となる。
更に、隣接する収容孔対２１同士の磁極が異なるように本工程における着磁が行われる。つまり、任意の収容孔対２１における外側の磁極がＮ極の場合、当該収容孔対２１に隣接する収容孔対２１における外側の磁極はＳ極となる。【００２５】
以上のように、仮着磁工程Ｓ１０、分割工程Ｓ２０、収容工程Ｓ３０、接着工程Ｓ４０、及び本着磁工程Ｓ５０を順番に行う製造工程Ｓ１を経て、ロータ１が製造される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、電動機の回転子を製造する工程に利用でき、特に分割された永久磁石を具備する回転子の製造工程に利用できる。
【図１】
2011061806.tif 000003
【図２】
2011061806.tif 000004
【図３】
2011061806.tif 000005
【図４】
2011061806.tif 000006
【図５】
2011061806.tif 000007
【図６】
2011061806.tif 000008
【図７】
2011061806.tif 000009
【図８】
2011061806.tif 000010
【国際調査報告】
2011061806.tif 000011
2011061806.tif 000012